Hur används den ideala gaslagen för att förstå atmosfärens fysik?

Hur används den ideala gaslagen för att förstå atmosfärens fysik?

Vad kan man egentligen räkna ut och förutspå med hjälp av den ideala gaslagen inom meteorologin? Används den när man förutspår vädret eller är den för missvisande?

Uppskattar alla seriösa svar

När luft stiger och trycket därmed sjunker så minskar dess temperatur. Så långt allmänna gadlagen. En konsekvens av den lägre temperaturen är att luften inte kan hålla lika mycket vatten i gasfas utan det kanske kondenseras till moln och sedan nederbörd.

Ideala gaslagen i allmän form: pV = mRT

Nu är meteorologi inte min bransch, men om jag ska tolka din fråga rätt, så har du troligtvis ingen större nytta av lagen vid precisa beräkningar. Visserligen visar den på hur ett systems storheter förhåller sig till varandra, men atmosfärs- och värderleksberäkningar är mycket mer avancerade.

För att ideala gaslagen skall göra sig gällande skall du utgå just ifrån en ideal gas, dvs en förenklad verklighetsmodell där du har en homogen gas av ett rent ämne (ex helium, syrgas etc). Pratar vi om gasblandningar (som i högsta grad gäller atmosfären) får man beakta partialtryck, fuktinnehåll och ångtryck, mättnadspunkter etc.

Jag vill påstå att ideala gaslagen är bra att tillämpa på tekniska modeller, exempelvis inom Process/Maskin/Energiteknik och Termodynamik för att ställa upp kretsar för värmemaskiner och dylikt. Den är godtagbart ackurat i de fall låga tryck och/eller höga temperaturer förekommer, då man kan bortse från växelverkan mellan gaspartiklarna (annars kan detta kompenseras med ex. kompressionsfaktorer).

Ideala gaslagen kan t.ex användas för att skapa en grov modell av en Dieselmotor, och möjliggöra tillståndsberäkningarna i kretsprocessen mellan de ingående processerna. Variablerna är då vanligen (p, V, T) och då två av dessa är kända kan den tredje alltid finnas.

Vad gäller atmosfären skulle man kunna ställa upp en mycket grov modell med denna: Antag att m är konstant och att vi har ett godtyckligt R (bortse från att vi har en gasblandning samt vattenånga). Antag också att V är konstant (som att atmosfären vore en solid glassfär, till exempel). Man ser nu att om temperaturen T varierar, måste även T variera.

Tyvärr tror jag inte att denna modell skulle hjälpa dig någonvart, då den är långt i från verkligheten. I din frågeställning kan man väl dock säga, att den ideala gaslagen visar på att dessa tillståndsvariabler är kopplade till varandra. Varierar en av dem, måste minst en av de andra också variera för att ekvationen skall vara giltig.

Jag påpekar för TS skull att när man skriver formeln med m (massa i kg) istället för det oftare skådade n (substansmängd i mol) så ska man använda ett annat värde på R. Inte allmänna gaskonstanten utan en konstant som är specifik för varje gas.

Helt rätt. Formen jag angav är väl snarare "Allmäna gaslagen" och används i tekniska sammanhang då massa och massflöde används snarare än substansmängd.

R i mitt inlägg står då för Individuella gaskonstanten medan jag själv brukar beteckna den universala så som Ru.